Als Aasfresser des Körpers bilden Makrophagen einen wichtigen Teil des Immunsystems. Aber wie genau zerstört ein Makrophage einen Krankheitserreger? Und sobald ein Makrophage ein Bakterium verschlingt, was passiert mit der fremden Zelle? Lesen Sie weiter, um Antworten darauf und mehr zu erhalten.
Was ist ein Makrophage?
Makrophagen sind eine Art weißer Blutkörperchen. Sie sind große, spezialisierte Zellen, die helfen, Fremdstoffe, Mikroorganismen und andere Arten von Schadorganismen zu eliminieren, indem sie sie einschließen und eine Immunantwort auslösen. Sie sind wichtig, um uns vor Infektionen zu schützen, und haben einen Durchmesser von etwa 21 Mikrometern (0,021 mm) – was ziemlich groß für eine Zelle ist.
Makrophagen kommen in fast allen Geweben des menschlichen Körpers vor und sind es wirklich wirklich cool.
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Wo werden Makrophagen hergestellt?
Makrophagen werden wie andere weiße Blutkörperchen im Knochenmark gebildet. Dies ist das weiche, schwammartige Gewebe, das sich im Zentrum der meisten Knochen befindet.
Makrophagen beginnen ihr Leben als Monozyten, die nach ihrer Reife nur etwa drei bis acht Stunden im Blut existieren. Sobald sie sich jedoch in das Gewebe bewegen, können sie entweder zu Makrophagenzellen oder zu dendritischen Zellen heranreifen.
Dendritische Zellen fungieren als Frühwarnsystem im Körper. Sie sind eine antigenpräsentierende Zelle (APC) und helfen, die Immunantwort zu verstärken, indem sie das Vorhandensein von Antigenen gegenüber anderen Zellen im Immunsystem hervorheben. Antigene sind körperfremde Substanzen (Moleküle), die eine Immunantwort stimulieren.
Während der Entwicklung entwickeln dendritische Zellen lange verzweigte Vorsprünge oder „Dendriten“, wodurch sie eine „baumähnliche“ Form haben.
Wie zerstört ein Makrophage einen Krankheitserreger?
Unten ist ein beschriftetes Diagramm, das veranschaulicht, wie ein Makrophage einen Krankheitserreger zerstört – in diesem Fall Bakterien, die gelb dargestellt sind:
Schritt 1
Der Makrophage identifiziert ein Fremdmaterial und initiiert eine Immunantwort, die sich auf die Bakterien zubewegt.
Schritt 2
Der Makrophage beginnt, die Bakterien zu verschlingen und beginnt den Prozess der Phagozytose. Das Wort leitet sich von den griechischen Wörtern phago ab , was „verschlingen“ oder „essen“ bedeutet; und cyte , das Suffix in der Biologie, das „Zelle“ bedeutet. Zusammen, Phagozyten übersetzt als "Zellfresser".
Die Geschwindigkeit, mit der ein Partikel „verschlungen“ wird, hängt von seiner Größe ab. Kleine Partikel, wie Bakterien, werden fast augenblicklich aufgenommen, während größere Partikel, wie Gewebezellen oder Bakterienklumpen, länger brauchen.
Schritt 3
Um die Bakterien herum bildet sich eine blasenartige Membranstruktur oder Vesikel, die sie in den Makrophagen einschließt. Dieses Vesikel wird Phagosom genannt.
Schritt 4
Ein membrangebundenes Lysosom, das Verdauungsenzyme enthält, verschmilzt mit dem Phagosom, und phagozytische Enzyme (biologische Katalysatoren) werden in die Vakuole ausgeschieden.
Schritt 5
Die aufgenommenen Bakterien werden durch die Enzyme zerstört und verdaut, wenn sie sich in der Vakuole vermischen. Es gibt jedoch bestimmte Arten von Bakterien, wie z. B. Mycobacterium tuberculosis , die gegen diese Verdauungsmethoden resistent geworden sind.
Schritt 6
Es wird ein Restkörper gebildet, der die unverdauten Überreste der Bakterien enthält, und das Abfallmaterial wird ausgetragen. Der Makrophage wird dieses Abfallmaterial durch einen Prozess namens Exozytose los. Dieser Prozess benötigt Energie und ist wichtig für den Wiederaufbau der Zellmembran.
Makrophagen können über 100 Bakterien verdauen, bevor sie selbst schließlich an ihren eigenen Verdauungsstoffen sterben.
Was machen Makrophagen sonst noch?
Neben Bakterien, Viren und anderen Krankheitserregern fressen Makrophagen auch Fett – ein Problem für Menschen mit Arteriosklerose. Dies ist der Fall, wenn sich in den Arterien Fette, Cholesterin und andere Substanzen ansammeln, die als „Plaques“ bezeichnet werden. Diese Ablagerungen führen dazu, dass sich die Arterien verengen und verhärten.
Da sie das überschüssige Fett in den Arterienwänden verbrauchen, werden die fettgefüllten Makrophagen schaumig. Dies fördert Entzündungen in den Arterien und bricht manchmal sogar die Plaqueablagerungen auf, wodurch Blutgerinnsel freigesetzt werden, die an anderer Stelle im Körper Herzinfarkt, Schlaganfall oder Embolien verursachen können.
Makrophagen spielen auch eine Rolle im zirkadianen Rhythmus oder der „inneren Uhr“ des Körpers. Als Wissenschaftler Makrophagen in Mäusen untersuchten, fanden sie heraus, dass ein Mangel des BMAL1-Proteins, das den 24-Stunden-Zyklus der Makrophagen steuert, mit einem erhöhten Entzündungsniveau verbunden war.